传感器与检测技术课程设计---噪音测量仪的设计
《噪音检测仪》教学设计
《噪音检测仪》教学设计教学目标:1.了解噪音的概念和特点;2.掌握噪音检测仪的使用方法;3.能够正确使用噪音检测仪进行噪音检测;4.培养学生的观察和分析问题的能力。
教学准备:1.噪音检测仪;2.计算机和投影设备;3.实验材料:噪音源、静音室;4.教学课件。
教学过程:第一步:导入通过展示一些噪音源(例如交通工具、机器等)的图片或视频,引起学生对噪音的兴趣,并引导学生讨论噪音的概念和特点。
第二步:介绍噪音检测仪通过投影展示噪音检测仪的外观和主要部件,详细介绍每个部件的功能和使用方法。
第三步:仪器操作演示1.教师进行实时演示,操作噪音检测仪进行噪音检测;2.解释关键参数的含义与计量单位。
第四步:学生实践操作1.将学生分成小组,每组提供一个噪音源(例如发动机声音、音响音量等);2.学生按照教师演示的步骤,使用噪音检测仪对噪音进行检测;3.学生记录检测结果,并与其他小组进行比较分析。
第五步:实验分析讨论1.学生根据检测结果和比较分析,讨论不同噪音源的噪音水平;2.引导学生分析噪音产生的原因,并探讨降噪方法。
第六步:小结总结本节课学到的内容,强调噪音的危害和重要性,以及噪音检测仪的应用。
教学拓展:1.组织学生参观实验室或相关行业,了解实际噪音检测的应用;2.引导学生进行小型研究项目,调研本地区的噪音污染情况,并分析原因和影响。
教学评估:1.教师观察学生操作噪音检测仪的准确性和熟练程度;2.学生通过实验记录和分析报告展示对噪音检测的理解和应用能力。
教学反思:通过本节课的教学,学生能够了解噪音的概念和特点,掌握噪音检测仪的使用方法,并能够正确使用噪音检测仪进行噪音检测。
通过实践操作和实验分析讨论,学生培养了观察和分析问题的能力。
然而,本节课的实验环节相对较短,可以在教学中加入更多的实验操作和讨论时间,提高学生的参与度和实际操作能力。
噪声检测仪课程设计
噪声测量仪——声级计作者姓名: 学号:小组成员:学号:小组成员:学号::目录引言 (1)发展现状,发展趋势,课题意义第一章声级计系统结构和工作原理 (2)1.1电容式驻极体传声器 (3)1.2前置放大器 (5)1.3衰减器 (7)1.4输入放大器 (8)1.5计权网络 (9)1.6检波电路 (10)1.7指示器……………………………………………11..第二章传感器的结构特点,作用原理 (13)第三章系统改进 (14)3.1声级计外形设计的改进 (14)3.2声级计人机信息交换界面的改进 (14)总结 (16)参考文献 (17)引言发展现状声级计又叫噪声计,是一种用于测量声音的声压级或声级的仪器,是声学测量中最基本而又最常用的仪器,随着国民经济的发展和人们物质文化生活水平的提高,噪声普查和环境保护工作全面开展,机器制造行业已把噪声作为产品的重要质量指标之一,礼堂和体育馆等建筑物不仅仅要求造型美观,也追求音响效果,这些都使得声级计的应用越来越广泛。
现在它不仅应用在声学和电声学测量中,而且已经广泛应用于机器制造、建筑设计、交通运输、环境保护、医疗卫生以及国防工程等各个领域,成为几乎所有部门都必须具备的声学测量仪器。
发展趋势近几年来,随着电子技术的飞速发展,声级计日趋完善、准确、可靠,朝着小型化、数字化、多功能、快速测量方向发展。
现在,世界上已经成批生产了脉冲声级计、数字声级计和噪声剂量计等新型声级计测量仪器,而且出现了带微处理器的智能声级计。
它能按照事先编制的程序自动进行测量和记录,并将测量结果计算和打印出来,从而大大简化了人们的重复劳动和繁琐计算。
至于利用声级计将声音变成电信号进行实时数字信号分析和处理,更使声学测量在各种领域的应用呈现出广阔的前景。
课题意义传感器在各种电子产品中的应用非常广泛,通过这次检测技术的课程设计,我们更加深刻理解掌握了书本理论,并且理论与实际应用更进一步结合。
这对我们今后的学习和工作都有着积极作用。
环境噪音测试仪的设计
等级: 课程设计课程名称测控电路课题名称环境噪音测试仪的设计专业测控技术与仪器班级1302学号************姓名翟富祥指导老师黄峰、徐谦、余晓霏、李亚2016年6月20日电气信息学院课程设计任务书课题名称环境噪音测试仪的设计姓名翟富祥专业测控技术班级1302 学号04指导老师黄峰课程设计时间2016年6月20日-2016年6月26日(17周)教研室意见意见:审核人:一、任务及要求1)设计一个噪音测试仪,量程为0~100dB(也可以选择其它量程),分辨率10dB;2)采用LED数码管显示测量值,具有“保持(HOLD)”功能和“启动(START)”按键。
设计要求:1)安装、调试电路,记录调零、定标的数据,并对漂移(零漂、温漂)、重复性、线性度等参数进行测试、分析。
2)进行系统的方案设计;3)要绘制原理框图,绘制原理电路;4)要有必要的计算及元件选择说明;5)如果采用单片机,必需绘制软件流程图;6)写出课程设计报告。
报告中应包括原理框图、参数曲线分析、操作方法、测控流程等,调试过程中遇到的问题,改进方法和总结体会。
7)答辩。
二、进度安排周一:集中布置课程设计任务和相关事宜,查资料确定系统总体方案。
周二~周三:完成硬件电路设计周四~周五:设计报告撰写。
周五进行答辩和设计结果检查。
三、参考资料1.测控电路(第2版),张国雄,机械工业出版社.2006。
2.模拟电子技术基础(第2版),童诗白,高等教育出版社.1988。
3. 传感器原理及应用(第2版),王化祥,天津大学出版社.1999。
4.中国传感器网站/目录第1章设计任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2 设计要求 (1)第2章系统方案设计 (2)2.1设计思路 (2)2.2 整体程序框图 (2)第3章系统硬件电路设计 (3)3.1 时钟复位电路 (3)3.2 放大电路 (3)3.3 V/F转换电路 (4)3.4 数码管显示电路 (5)第4章系统软件设计 (7)4.1 频率与声压级检测算法 (7)4.2 总程序流程图 (7)4.3查表子程序 (8)4.4 显示子程序 (9)第5章总结 (10)参考文献 (11)附录环境噪音测试仪电路图 (12)第1章设计任务及要求1.1 设计任务本课题要求设计一个环境噪音测试仪,具体要求:1)量程为0~100dB(也可以选择其它量程),分辨率10dB;2)采用LED数码管显示测量值,具有“保持(HOLD)”功能和“启动(START)”按键。
噪声监测仪的设计与制作
毕业设计(论文)噪声监测仪的设计与制作Design and manufacture of noise monitor班级学生姓名学号指导教师职称导师单位论文提交日期摘要随着社会发展水平的提高,噪声的危害日益突现,对环境噪声的实时检测越来越得到人们的重视。
环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节。
本文详细介绍了噪声监测系统的测量原理和系统组成,包括:噪声信号的转换放大V/F转换、数据采集和显示系统的设计。
外界噪声信号经过传声器变换成音频信号,电信号通过放大和V/ F变换输入到单片机进行处理,并转换成相应的噪声分贝值通过LED显示,从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单,精确度高,适用于实际进行噪声的实时监测的等点。
关键词:运算放大器,噪声,单片机,LEDAbstractW ith the Improvement of Social development, harm of noise more emergent, real-time detection of environmental noise and get people's attention.environmental Noise monitoring,Which Is Improving The quality Of life,Strengthen Environmental prot ection an important part .In the paper, the measurement principle and the system constitution are introduced in detail, including: the noise signal converting system, signal magnifying system, V/F converting system, data collection and indication system. This paper introduces the ways to convert the real-time monitoring of the noise into acoustic electrical signal frequency by using microphone, operational amplifier and V/ F converter, which will act as SCM’s input signal. Then the Single Chip Micoyo will change it in to a noise DB value, which will be displayed on LED.This system is simple, and has high precision, so it is always used in monitoring the urban noise real-time.Key words:microphone; operational amplifier; V/ F converter;Single Chip Micoyo; LED目录摘要 (2)Abstract (2)目录 (3)第一章引言 (5)1.1噪声监测仪简介 (5)1.2设计任务 (6)1.3设计要求 (6)1.4 设计方案 (6)1.4.1 传声器 (6)1.4.2 运算放大器 (6)1.4.3 转换器 (6)1.4.4 单片机 (6)1.4.5 驱动模块 (6)1.4.6 LED显示 (7)第二章设计思路 (8)第三章噪声监测仪的硬件设计 (9)3.1噪声监测仪的主要硬件组成 (9)3.2单片机简介 (9)3.3时钟振荡 (10)3.4复位电路 (11)3.5 芯片简介 (12)3.5.1 LM331 (12)3.5.2 LM358 (15)LM358芯片引脚如下: (15)第四章噪声监测仪软件设计 (16)5.1设计步骤与要求 (18)5.1.1 PCB制作流程 (18)5.1.2设计的要求 (18)5.2手工焊接 (18)5.2.1手工焊接的方法 (18)5.2.2手工焊接的步骤 (18)5.2.3手工焊接的要求 (18)5.2.4焊接的注意事项 (19)电路板 (20)电路板 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
基于传感器的城市噪音监测系统设计
基于传感器的城市噪音监测系统设计随着城市化进程的加速,城市噪音问题日益严重。
噪音不仅会影响人们的生活质量,还可能对身心健康造成损害。
为了有效地监测和管理城市噪音,基于传感器的城市噪音监测系统应运而生。
一、城市噪音监测的重要性城市噪音来源广泛,包括交通、工业、建筑施工、社会活动等。
长期暴露在高强度噪音环境中,人们可能会出现听力下降、睡眠障碍、心血管疾病等健康问题。
此外,噪音还会影响学习、工作效率和心理状态。
因此,准确监测城市噪音水平对于制定有效的噪音控制策略、改善居民生活环境以及促进城市可持续发展具有重要意义。
二、系统设计目标与需求(一)设计目标构建一个实时、准确、可靠的城市噪音监测系统,能够全面覆盖城市区域,为相关部门和居民提供噪音数据,以便及时采取措施降低噪音污染。
(二)功能需求1、实时监测:能够实时采集噪音数据,并快速传输到数据处理中心。
2、高精度测量:准确测量噪音的强度、频率等参数。
3、定位功能:确定噪音源的位置,便于针对性地解决问题。
4、数据分析与处理:对采集到的数据进行分析,生成噪音分布地图、统计报告等。
5、预警功能:当噪音超过设定的阈值时,及时发出警报。
(三)性能需求1、稳定性:系统能够在各种恶劣环境下稳定运行,保证数据的连续性和准确性。
2、低功耗:传感器节点应具备低功耗特性,以延长电池使用寿命,减少维护成本。
3、扩展性:系统具有良好的扩展性,能够方便地增加监测点和功能模块。
三、传感器的选择(一)声学传感器声学传感器是系统的核心部件,用于检测声音信号。
常见的声学传感器有电容式、压电式和动圈式等。
电容式传感器具有灵敏度高、频率响应宽等优点,适用于高精度的噪音监测;压电式传感器则具有结构简单、成本低的特点;动圈式传感器在中低频段表现较好。
根据系统的性能要求和成本预算,选择合适的声学传感器。
(二)定位传感器为了确定噪音源的位置,需要配备定位传感器。
全球定位系统(GPS)和北斗导航系统是常用的定位技术。
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计一、教学目标1.认识噪音对人体健康和学习的影响;2.了解噪音检测仪的功能和用途;3.学习使用噪音检测仪进行噪音检测,并进行数据处理分析;4.培养学生分析、解决问题的能力,提高信息技术运用能力。
二、教学内容(一)噪音问题1.什么是噪音?2.噪音对人类健康的影响;3.对学习和工作的影响;4.如何避免噪音污染。
(二)噪音检测仪1.基本概念;2.功能和用途;3.常用的噪音检测仪;4.使用噪音检测仪进行测量。
(三)数据处理与分析1.使用Excel表格进行数据输入和存储;2.用条形图、折线图等方式进行数据分析;3.分析噪音数据,找到噪音来源并提出解决方案。
三、教学步骤及方法(一)讲述噪音问题1.引入噪音的概念,让学生明确噪音的定义;2.通过图片、视频等形式让学生了解噪音对人体健康、学习和工作的影响;3.让学生掌握如何避免噪音污染。
(二)讲述噪音检测仪1.通过演示或视频让学生了解噪音检测仪的基本概念;2.让学生了解噪音检测仪的功能和用途;3.让学生了解常用的噪音检测仪;4.让学生使用噪音检测仪进行测量。
(三)讲述数据处理与分析1.让学生了解Excel表格的基础操作;2.让学生掌握数据输入和存储的方法;3.通过条形图、折线图等方式进行数据分析;4.让学生分析噪音数据,找到噪音来源并提出解决方案。
四、教学重点和难点(一)教学重点1.噪音检测仪的使用方法;2.数据的输入和分析处理;3.合理提出解决方案。
(二)教学难点1.学生数据分析处理的能力;2.噪音检测仪使用和数据分析的实践操作能力。
五、授课设备及材料1.噪音检测仪;2.计算机;3.Excel表格软件;4.条形图、折线图等展示工具。
六、教学评估1.课堂小结;2.学生课堂作业和自主探究报告;3.考试。
七、教学反思本课程注重理论与实践相结合,重视学生主动思考和探究。
在教学实践过程中,需要加强对学生的引导和细节的把握。
同时,要加强课堂探究和学生自主实践的教学方法,让学生通过实际操作来提高信息技术运用能力和解决问题的能力。
检测技术与自动化仪表课程设计指导书
《传感器与检测技术》课程设计一.课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来,形成系统的概念,培养学生综合应用知识的能力,掌握智能检测(或仪表)系统设计的基本思想和方法。
二.设计方法(一)智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时,首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1.从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时,根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务,分别并绘制硬件和软件总框图,然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务,这些子任务再向下分,直到每个低级的子任务足够的简单,可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现,有些子任务可以采用某些通用化的模块(模件)实现。
2.经济性要求为了获得较高的性能价格比,设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下,应尽可能采用简单的方案,因为方案简单意味着元器件少,可靠性高,从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时,还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
(二)智能化测量控制仪表的硬件电路设计1.单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时,应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件,以及相关的技术支持等因素。
2.存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时,应设计片外存储器。
3.输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道(包括A/D转换器和输入电路)输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息(如功能选择,量程范围、阈值等)以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态(如报警信息)都需要通过接口电路实现,因此要设计相应的接口电路。
4.测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成,即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件,如果已有相应的模块芯片出售,设计时只要选用合适(符合技术要求)的芯片即可;如果没有相应的模块供应,则在设计时要根据仪表的技术指标,自行设计这些组件。
噪音测试仪设计课程设计
噪音测试仪设计摘要:本文提出了一个噪音测试仪的设计方案,此测试仪能将外界噪声经过传声器转换成电信号。
由运放LM324构成三级放大电路,峰值检波网络输出直流电平反应了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路,输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的T0管脚,作为T0的计数脉冲。
系统的核心部分是单片机AT89C51,其3.5引脚接入NE555构成的定时器输出的方波,通过T1中断去控制T0定时计数。
从T0端输入的计数脉冲频率即反应了所测声压大小。
最后经CC4511译码再驱动三位LED数码管显示。
本设计的优点是电路简单、精度较高、实用性较强。
关键词:噪声测试仪,传声器,电压/频率,AT89C51,LEDAbstract:This paper presents a design of noise tester, this tester can outside noise through the microphone into electrical signals. Posed by the three op amp LM324 amplifier, peak detector network output DC level response to the size of the noise sound pressure. Constituted by the LM331 V/F converter, the output frequency signal into a TTL level to give the microcontroller T0 pin count as the T0 pulse. Core of the system is the microcontroller AT89C51, the 3.5 pin access NE555 timer output consisting of a square wave, through the T1 T0 timer interrupt to control the count. T0-ended input count from the pulse frequency that reflects the size of the measured sound pressure. CC4511 decoding and then drive the final three by the LED digital display. This design has the advantage of simple circuit, high precision and strong practicability.Keywords:Noise tester, microphone,V/F, AT89C51, LED目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1驻极体传声器 (4)3.2集成四运放LM324 (4)3.3峰值检波电路 (5)3.4LM331频率电压转换器 (6)3.5NE555构成的方波输出电路 (7)3.6CC4511译码驱动电路 (8)3.7七段发光二极管数码管 (9)4 软件设计 (10)5 系统技术指标及精度和误差分析 (12)6 结论 (13)7 设计小结 (14)8 参考文献 (15)附录1:电路总图 (16)附录2:电路仿真图 (17)附录3:软件代码 (18)1 前言随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展,以及人口密度的增加,家庭设施(音响、空调、电视机等)的增多,环境噪声日益严重,它已成为污染人类社会环境的一大公害。
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计教学背景本次教学针对六年级学生,旨在通过学习噪音检测仪的原理、构造和应用,提高学生对于信息技术的理解和应用能力。
教学目标•了解噪音检测仪的基本原理和构造•掌握噪音检测仪的使用方法和技巧•学习如何获取、处理和分析噪音数据•提高信息技术应用能力和实践动手能力教学内容与步骤第一步:介绍噪音检测仪在本节课中,教师向学生介绍噪音检测仪的基本概念、构造和工作原理,让学生理解其测量噪音的原理和方法。
在介绍中,要引导学生了解噪音检测仪有哪些构成部分,分别是什么作用,如何组装。
第二步:使用噪音检测仪在本节课中,学生将操作噪音检测仪来获得噪音数据。
教师需要向学生简单介绍如何使用噪音检测仪,并要求学生进行实操。
学生可以先通过实验室的噪音制造器生成一定的噪音,然后使用噪音检测仪进行测量。
第三步:处理和分析噪音数据在本节课中,学生将学习如何处理和分析噪音数据。
教师可以先要求学生对获得的噪音数据进行简单的数字处理和整理,然后通过软件工具进行分析,比如制作噪音频谱图、计算平均噪音值等。
第四步:制作噪音检测仪实验报告在本节课中,要求学生根据所做的实验,撰写噪音检测仪实验报告。
报告要求对测量过程、结果和分析进行描述,同时阐述噪音检测仪的优缺点及其应用领域,在学期末进行展示和分享。
教学评估与反思为了确保教学效果,可以采取多种教学评估方法,比如开展检测仪验收评估、学生实验报告评估和课堂操作表现评估等。
同时,教师还需要在教学过程中及时反思,总结教学中存在的问题及时完善调整,进一步提高教学质量。
结论本次教学设计旨在通过噪音检测仪的应用,促进学生信息技术应用能力和实践动手能力的提高,让学生能够掌握相关技能和知识,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
基于传感器技术的环境噪声监测与降噪系统设计
基于传感器技术的环境噪声监测与降噪系统设计环境噪声是我们日常生活中常见的问题之一,它对我们的健康和舒适度有着不可忽视的影响。
为了实现一个更安静和舒适的环境,环境噪声的监测和降噪变得至关重要。
随着传感器技术的不断发展和创新,基于传感器技术的环境噪声监测与降噪系统成为可能。
传感器技术是通过测量和检测环境中的物理量来了解环境状态的技术。
在环境噪声监测与降噪系统设计中,传感器可以用来测量环境中的噪声水平。
这些传感器可以根据声波的频率、振幅和时间来获取噪声的详细信息。
通过有效地监测环境噪声,我们可以了解噪声的来源和分布情况;同时,还可以为降噪系统提供数据支持和参考。
在环境噪声监测与降噪系统设计中,传感器还可以用于定位噪声源的位置。
通过在环境中布置多个传感器,我们可以实现多点监测并计算出噪声源的坐标。
这样一来,我们就可以针对性地采取措施来降低噪声源的影响。
例如,如果噪声源位于建筑物的某个位置,我们可以在该位置安装隔音材料来减少噪声传播。
除了环境噪声的监测,基于传感器技术的系统还可以实现噪声的主动降噪。
传感器可以实时地检测到噪声水平,并根据测量结果调整降噪系统的工作状态。
如今的降噪系统采用的是主动噪声控制技术,它利用声波的干涉原理来减少噪声。
传感器检测到的噪声信号可以被送到降噪系统中,降噪系统通过发射反相相位的声波来抵消噪声信号,从而达到减少噪声的效果。
在设计基于传感器技术的环境噪声监测与降噪系统时,要考虑以下几个关键因素。
首先是传感器的选择和布置。
不同类型的传感器适用于不同范围内的噪声测量。
例如,麦克风传感器适用于低频噪声的测量,而振动传感器适用于高频噪声的测量。
合理地布置传感器可以提高监测的准确性和全面性。
其次是数据处理和分析。
传感器收集到的噪声数据需要经过处理和分析才能变得有用。
在数据处理方面,可以采用滤波、降采样等方法来提取有效的噪声信息。
在数据分析方面,可以利用统计学方法和数据模型来对噪声进行分析,从而了解噪声的特征和规律。
环境噪声监测课程设计
环境噪声监测课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解环境噪声的基本概念,掌握噪声的度量标准及其单位。
2. 学生能掌握噪声监测的原理与方法,了解不同监测仪器的功能与操作。
3. 学生能描述噪声对人类健康和生态环境的影响,了解相关的环境保护法规。
技能目标:1. 学生能够正确使用噪声监测设备,进行实地噪声监测,并记录数据。
2. 学生能够运用所学的知识分析噪声问题,提出有效的噪声控制措施。
3. 学生能够通过图表、报告等形式,清晰准确地展示噪声监测结果。
情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程的学习,培养对环境保护的意识和责任感。
2. 学生能认识到噪声污染对生活的负面影响,形成良好的噪声防控习惯。
3. 学生在小组合作中,培养团队协作精神,增强沟通与表达能力。
课程性质:本课程为科学探究类课程,结合理论与实践,旨在培养学生的实践操作能力、问题解决能力和环保意识。
学生特点:考虑到学生所在年级,已具备一定的科学素养和实验操作能力,对环境问题具有好奇心和探究欲。
教学要求:教师需引导学生主动参与,注重实践与理论相结合,强调学生的主体地位,充分调动学生的积极性与创造性。
通过课程目标的实现,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面发展。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材内容,组织以下教学大纲:1. 环境噪声基本概念- 噪声的定义与分类- 噪声的度量标准与单位2. 噪声监测原理与方法- 噪声监测设备的功能与操作- 噪声监测流程与数据处理3. 噪声对人类健康和生态环境的影响- 噪声污染对人体健康的危害- 噪声对生态环境的影响- 相关环境保护法规介绍4. 实地噪声监测实践- 噪声监测设备的使用- 监测数据的记录与分析- 噪声控制措施的提出5. 教学内容的安排与进度- 第1课时:环境噪声基本概念- 第2课时:噪声监测原理与方法- 第3课时:噪声对人类健康和生态环境的影响- 第4课时:实地噪声监测实践与成果展示教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,通过理论与实践相结合的方式,使学生全面掌握环境噪声监测相关知识。
噪音测试仪设计-课程设计
噪音测试仪设计摘要:本文提出了一个噪音测试仪的设计方案,此测试仪能将外界噪声经过传声器转换成电信号。
由运放LM324构成三级放大电路,峰值检波网络输出直流电平反应了噪声声压的大小。
由LM331构成电压/频率转换电路,输出的频率信号变成TTL电平送给单片机的T0管脚,作为T0的计数脉冲。
系统的核心部分是单片机AT89C51,其3.5引脚接入NE555构成的定时器输出的方波,通过T1中断去控制T0定时计数。
从T0端输入的计数脉冲频率即反应了所测声压大小。
最后经CC4511译码再驱动三位LED数码管显示。
本设计的优点是电路简单、精度较高、实用性较强。
关键词:噪声测试仪,传声器,电压/频率,AT89C51,LEDAbstract:This paper presents a design of noise tester, this tester can outside noise through the microphone into electrical signals. Posed by the three op amp LM324 amplifier, peak detector network output DC level response to the size of the noise sound pressure. Constituted by the LM331 V/F converter, the output frequency signal into a TTL level to give the microcontroller T0 pin count as the T0 pulse. Core of the system is the microcontroller AT89C51, the 3.5 pin access NE555 timer output consisting of a square wave, through the T1 T0 timer interrupt to control the count. T0-ended input count from the pulse frequency that reflects the size of the measured sound pressure. CC4511 decoding and then drive the final three by the LED digital display. This design has the advantage of simple circuit, high precision and strong practicability.Keywords:Noise tester, microphone,V/F, AT89C51, LED目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1驻极体传声器 (4)3.2集成四运放LM324 (4)3.3峰值检波电路 (5)3.4LM331频率电压转换器 (6)3.5NE555构成的方波输出电路 (7)3.6CC4511译码驱动电路 (8)3.7七段发光二极管数码管 (9)4 软件设计 (10)5 系统技术指标及精度和误差分析 (12)6 结论 (13)7 设计小结 (14)8 参考文献 (15)附录1:电路总图 (16)附录2:电路仿真图 (17)附录3:软件代码 (18)1 前言随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展,以及人口密度的增加,家庭设施(音响、空调、电视机等)的增多,环境噪声日益严重,它已成为污染人类社会环境的一大公害。
年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计
一、教学目标
本教学设计旨在帮助学生了解噪音的危害,掌握噪音的测量方法,学习并掌握
如何使用噪音检测仪。
二、教学内容
1.噪音的危害及测量方法的介绍
2.噪音检测仪的功能及使用方法的介绍
3.设计并制作噪音检测仪
三、教学流程
第一课时
1. 课堂讲解
•介绍噪音及噪音对人体的危害
•讲解如何测量噪音的方法
2. 实践操作及作业
•学生在教师的指导下进行实验,通过手持式音频测量仪进行噪音测量
•学生需要在家测量家庭噪音,并记录下噪音级别
第二课时
1. 课堂讲解
•介绍噪音检测仪的功能及使用方法
•带领学生了解如何使用Arduino进行编程
2. 实践操作及作业
•学生在教师的指导下使用Arduino进行编程,制作噪音检测仪,并进行测试
•学生需要在家使用噪音检测仪进行测量,并记录下噪音级别
四、教学评估
本教学设计采用形成性评价的方式,学生的评估将包括以下方面: 1. 思维能力:通过编程实践提高学生的编程和逻辑思考能力 2. 操作能力:通过实验操作和家庭
作业提高学生的实际操作能力 3. 学习成果:通过学生提交的数据和检测仪的测试
结果来评估学生的学习成果 4. 其他:学生的课堂表现和互动也将作为评价的因素之一
五、教学反思
本教学设计通过实践操作和制作噪音检测仪的过程,让学生更加深入地了解噪音及其对人体的危害,同时也提高了学生的编程能力和操作能力。
未来可以进一步加强家庭作业衔接,增强学生的参与性和老师、家长的配合度,以此来提高学生的成绩和兴趣。
震动传感器电路设计与噪音测量方法
震动传感器电路设计与噪音测量方法近年来,随着科技的不断进步,震动传感器在工业、医疗、交通等领域中发挥着重要作用。
设计一套稳定可靠的震动传感器电路并且能够精确测量噪音,对于确保设备的正常运行和人们的生活质量有着重要意义。
一、震动传感器电路设计1. 传感器选型在进行震动传感器电路设计之前,我们需要根据不同应用领域的需求选择合适的传感器。
常见的震动传感器有压电传感器、电感式传感器和压电传感器等。
根据实际需求,选择适当的传感器类型。
2. 电路设计原则(1)稳定性:设计的电路应具有稳定的特性,能够随时准确地感知震动信号,并输出稳定的电信号。
(2)低噪声:电路应具备抑制噪声的能力,尽量减小外部环境的干扰对传感器的影响,保持信号的准确性。
(3)高增益:增加电路的增益,能够增强信号的强度,提高测量的精度和灵敏度。
3. 电路设计步骤(1)放大器设计:选择合适的放大器器件,根据传感器输出的电压范围和所需的增益来确定放大器的参数。
常见的放大器电路有差动放大器、运算放大器等。
(2)滤波器设计:为了去除输入信号中的高频噪声和干扰信号,可以添加合适的滤波器电路。
常见的滤波器电路有低通滤波器、带通滤波器等。
(3)ADC转换:将模拟信号转换为数字信号,可以使用合适的ADC转换芯片进行数字信号的处理和储存。
(4)电源设计:为了确保电路的正常运行,需要设计合适的电源电路,如稳压电源、滤波电路等。
二、噪音测量方法噪音是指环境中存在的各种不规律且混合的声音。
测量噪音对于确保工作环境的安全性和人们的健康至关重要。
以下是常用的噪音测量方法:1. 声级计测量声级计是一种可靠的测量噪音的仪器,它可以将声音信号转换为电信号,并使用精确的算法进行分析和计算,转换为声级单位。
使用声级计进行噪音测量时,需要注意选择合适的测量范围和测量位置,以确保测量结果的准确性。
2. 快速响应测量快速响应是指声级计对于噪音变化的响应速度。
在某些应用场景下,噪音信号会存在突然的变化,此时需要选择快速响应的测量模式,以保证对噪音的实时监测和分析。
《噪音检测仪》教学设计
《噪音检测仪》教学设计一、学习内容分析光环板是一款单板计算机,其内置WIFI模块、麦克风、加速度计、陀螺仪等电子模块,配套图形化编程软件﹣慧编程软件,让使用者能够轻松实现创意智造、物联网和人工智能语音识别等作品的制作。
以光环板为载体,结合趣味的教学案例,让学生动手制作创意十足的编程项目,感受人工智能与物联网。
本节课的教学内容是认识声音传感器,通过光环板的声音传感器,学生能够充分了解到声音传感器与现实生活的密切联系。
通过对传感器进行编程,学生利用麦克风模块及灯光模块制作一个噪音检测仪。
二、学习者分析本课的授课对象为六年级学生,此时学生的逻辑思维和动手能力已经有一定的发展,经过一段时间的程序设计学习,学生已经具有Scratch的学习基础,有一定的分析问题能力,能够编写简单的程序。
但是对于“光环板”这样的硬件设备还是陌生的,缺少硬件安装、调试等实践经验,所以对此充满了好奇心。
本节课学习利用麦克风模块及灯光模块,并结合慧编程此图形化编程软件制作一个噪音检测仪,将极大地调动学生学习的积极性。
三、学习目标1.了解噪音检测仪的结构组成,理解声音传感器的工作原理以及脚本的运用方法,完成噪音检测仪脚本的搭建和程序运行。
2.运用配对学习,做好“操作员”和“测试员”,通过实践过程,培养学生分析问题、交流表达和解决问题的能力。
3.通过图形化编辑软件与光环板硬件结合,体验创意编程的乐趣,感受信息技术发展的变化,产生了解技术发展的愿望。
四、教学重难点重点:声音传感器的认识与应用。
难点:利用麦克风模块及灯光模块制作噪音检测仪。
五、教学过程【课前准备】两位同学为小组,共用一套光环板,每小组一人为测试员,一人为操作员。
测试员负责课前检查电量,打开电源,打开光环板,连接好蓝牙,切换至上传状态。
(一)创设情境,明确需求观看视频,广场舞噪音严重影响人们的生活。
(1)视频中检测噪音的设备是什么?(2)视频里的数据是有依据的,请看噪音分贝标准。
《噪音检测仪》教学设计
《噪音检测仪》教学设计教学目标:1.理解噪音检测仪的原理和作用。
2.掌握噪音检测仪的使用方法和注意事项。
3.培养学生对环境噪音的认识和保护意识。
教学准备:1.噪音检测仪。
3.计算机和投影仪。
教学过程:一、导入(10分钟)1.利用投影仪播放一些噪音素材,让学生感受不同噪音对身心的刺激。
2.引导学生思考,什么是噪音?噪音对我们日常生活有什么影响?二、讲解(20分钟)1.通过投影仪展示噪音检测仪的照片,并简单介绍其原理和作用。
2.引导学生思考,如何使用噪音检测仪进行噪音检测?噪音检测仪有哪些相关的指标和单位?三、实操(30分钟)1.将噪音检测仪分发给学生,并简单介绍如何使用。
2.学生们分成小组,进行噪音检测实验。
每个小组选择一个噪音源(可以是录音素材),使用噪音检测仪测量其音量,并记录测量结果。
3.学生们将测量结果汇总到一张表格中,并分析和比较各组的测量结果。
四、总结与讨论(20分钟)1.汇总各组的测量结果,进行展示和讨论。
学生们可以比较不同噪音源的噪音水平,并思考其原因。
2.引导学生思考,如何减少和避免噪音对身心的影响?3.分析和讨论噪音检测仪在日常生活和工作中的应用场景,以及对环境保护的意义。
五、展示与评价(10分钟)1.学生们根据实验结果,设计展示海报或小组报告,展示噪音检测仪的使用方法和实验结果。
2.教师进行评价和点评,鼓励学生充分表达自己的观点和想法。
教学拓展:1.拓展噪音检测仪的应用领域,如环境保护、职业卫生等。
2.分析和讨论不同国家和地区对噪音的规定和管理措施。
教学延伸:1.带领学生进行实地考察,了解城市中的噪音源和噪音水平。
2.组织学生开展噪音调查和监测活动,提高学生对噪音问题的关注和参与度。
教学反思:通过本节课的教学设计,可以帮助学生了解噪音检测仪的原理和作用,掌握其使用方法和注意事项,并培养学生对环境噪音的认识和保护意识。
同时,通过实操环节的小组合作和讨论,可以培养学生的合作与沟通能力。
年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计一、教学目标(一)知识目标1.学生能够了解噪音的定义、分类、成因及对人体健康的影响。
2.学生能够掌握如何使用噪音检测仪,测量噪音的大小和频率等参数。
3.学生能够理解和掌握音频信号的基本原理和数字信号处理的基本方法。
(二)技能目标1.学生能够借助噪音检测仪,进行噪音测量与分析,从而根据实际情况提出合理建议。
2.学生能够将测量数据进行整理和分析,提取有效信息,形成简单结论。
(三)情感目标1.学生在学习过程中要主动探索,及时分享和交流自己的体验和学习成果,培养自主学习和合作学习意识。
2.学生应当养成问题意识和创新思维习惯,积极思考如何运用所学知识解决实际问题。
二、教材准备1.PowerPoint制作《噪音检测仪》教学课件。
2.探究版《信息技术课程标准》及相应教材。
3.具有噪音源的工业区域或工厂,或噪音产生较为频繁的市区路段。
三、教学过程设计(一)引入教师利用多媒体技术播放噪音较大的背景音乐,并引导学生听到噪音后想到的问题,激发学生对噪音的认知。
然后,向学生介绍噪音检测仪,让学生了解工具的类型、作用,以及该工具运用的领域。
在提到对学生日常生活影响时,延伸讨论噪声对人体的伤害问题。
(二)重点讲解1.让学生了解噪音的定义、分类、成因及对身体的危害。
2.介绍噪音检测仪的应用及使用方法,分别讲述不同类型的噪音检测仪的具体参数和使用方法。
3.通过实际操作中讲述噪音检测仪的测量误差和相关指标。
4.介绍音频信号的基本原理和数字信号处理的基本方法,让学生了解基本的音频技术,并为下一步操作打下基础。
(三)实验操作1.给出一具有噪音源的工业区域或工厂,或噪音产生较为频繁的市区路段,让学生操作噪音检测仪,实际测量周围环境中的噪音大小和频率等参数。
2.将测量数据进行整理和分析,提取有效信息,形成简单结论。
(四)总结教师引导学生讨论噪声对人体健康的危害,并结合实际案例,让学生探讨解决噪声污染的方法,设计可能有效的对策。
环境噪声检测仪设计-2
课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:电气学号学生姓名专业班级课程设计(论文)题目环境噪声检测仪设计课程设计(论文)任务环境噪声检测仪的主要功能实时检测城市环境噪声,并利用3位大型数码管实时显示环境噪声大小,数码管每段正常工作电参数12V/50mA。
控制器由AC220V供电,噪声测量范围30~130dB(A),分辨率0.1dB。
设计任务:1. CPU最小系统设计(包括CPU选择,晶振电路,复位电路)2. 噪声传感器选择、放大电路及接口电路设计3. 显示电路设计4. 程序流程图设计及程序清单编写技术参数:1.噪声测量范围:30-130dB2.工作电源220V设计要求:1、分析系统功能,尽可能降低成本,选择合适的单片机、AD转换器、输出电路等;2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图;3、按规定格式,撰写、打印设计说明书一份,其中程序开发要有详细的软件设计说明,详细阐述系统的工作过程,字数应在4000字以上。
进度计划第1天查阅收集资料第2天总体设计方案的确定第3-4天 CPU最小系统设计第5天噪声传感器选择、放大电路及接口电路设计第6天显示电路设计第7天程序流程图设计第8天软件编写与调试第9天设计说明书完成第10天答辩指导教师评语及成绩平时:论文质量:答辩:总成绩:指导教师签字:年月日摘要环境噪声检测仪的主要功能是实时检测城市环境噪声,并利用3位大型数码管实时显示环境噪声大小。
由于环境噪声在人们的生活中已经产生不小的影响,所以,在现时我们应该以减小噪声对人们的不良影响为主要任务。
本文主要介绍了噪声检测系统的测量原理和系统组成,包括:外界的噪声信号经过转换、放大、A/D转换后,数据的采集和显示系统的设计。
外界噪声信号经过噪声传感器转换成音频信号,音频信号经过放大和A/D转换后输入到单片机,由单片机进行处理,并转换成相应的噪声分贝值,然后显示在LED上,从而实现噪声的实时监测。
该系统实现过程简单,并且精确度高,可在实际生活中进行噪声的实时检测。
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计
六年级学生信息技术《噪音检测仪》教学设计一、教学目标1.了解噪音对人体的危害,并掌握如何保护听力。
2.学习如何使用传感器检测噪音,并了解传感器工作的原理和相关知识。
3.学习Arduino编程思想和程序设计方法,熟悉Arduino IDE开发环境。
4.通过合作学习和实践操作的方式,提升学生的团队精神和创造力,培养其信息技术实践能力。
二、教学内容1.噪音的危害及保护听力知识普及。
2.传感器的基本原理及使用方法。
3.Arduino编程思想和程序设计方法。
4.噪音检测仪的制作与调试。
三、教学方法1.整合性教学法:将多个知识点有机结合,打破传统的单一学科教学模式。
2.合作学习法:让学生在小组中分工合作,增加互动性和协作性。
3.实践教学法:通过实践操作的方式,让学生亲身体验制作过程,深化理解和巩固学习。
4.讨论式教学法:在讨论中引导学生思考,提高学生的自主学习能力。
四、教学过程第一节:噪音的危害及保护听力知识普及1.在PPT上播放相关视频资料,介绍噪音对人体的危害以及如何保护自己的听力。
2.与学生进行互动交流,鼓励他们思考自身的听力保护措施,并在班级内分享经验和方法。
第二节:传感器的基本原理及使用方法1.通过PPT和实物演示,讲解传感器的工作原理和类型。
2.学生自行操作和测试传感器的反应和精度。
3.班级内进行小组探究,发现传感器在不同环境下的差异,并讨论其原因。
第三节:Arduino编程思想和程序设计方法1.讲解Arduino编程思想和程序设计方法。
2.按照教师给出的代码模板,分小组完成编程任务,了解程序结构和语法规则。
3.在程序使用过程中,考虑噪音检测仪在不同噪音水平下的响应和显示方式。
第四节:噪音检测仪的制作与调试1.学生按照教师提供的硬件材料和代码模板,自行制作噪音检测仪。
2.班级内进行小组调试,尝试调整传感器灵敏度和显示效果。
3.通过实际测试,发现噪音检测仪在不同环境下感知噪音的能力。
五、教学评价1.学生完成课程设计任务后,需要提交相关文档记录制作过程、测试结果以及问题解决思路。
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课程设计报告专业测控技术与仪器班级测控技术与仪器101课程名称传感器与检测技术设计题目名称噪音测量仪的设计起止时间2012.12.27---2013.1.1成绩指导教师签名摘要噪声对人体健康有着严重的危害,因此减少噪声危害已成为当前一项重要的任务。
环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节。
本文详细介绍了噪声监测系统的测量原理和系统组成,包括:噪声信号的转换、OP07C放大、TLC549转换、数据采集和显示系统的设计。
外界噪声信号通过传声器转换成音频信号,电信号经过放大和TLC549变换输入到单片机进行处理,并转换成相应的噪声分贝值通过LED 显示,从而实现噪声的实时监测。
该系统具有实现简单,精确度高,可用于实际进行噪声的实时监测等特点。
关键词:传声器;OP07C运算放大器;TLC549转换器;单片机;LCD1062引言噪声即噪音。
是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。
噪声通常是指那些难听的,令人厌烦的声音。
噪音的波形是杂乱无章的。
从环境保护的角度看,凡是影响人们正常学习,工作和休息的声音凡是人们在某些场合“不需要的声音”,都统称为噪声。
如机器的轰鸣声,各种交通工具的马达声、鸣笛声,人的嘈杂声及各种突发的声响等,均称为噪声。
噪声污染属于感觉公害,它与人们的主观意愿有关,与人们的生活状态有关,因而它具有与其他公害不同的特点。
噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。
环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节,在各大城市的繁华街区和居民区,已有大型环境噪声显示器竖立街头。
但目前国内的便携式噪声测试仪,多为价格昂贵的进口专用设备,除卫生、计量等环保专业部门拥有外,无法作为民用品推广普及。
本文介绍一种以89S52单片机为核心,采用TLC549转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。
该仪器工作稳定、性能良好,经校验定标后能满足一般民用需要,可广泛应用于工矿企业、机关学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。
目录摘要 (3)引言 (3)一、噪声相关资料 (5)1.1噪声简介 (5)1.2 声压级测量机理 (6)二、仪器整体方案设计 (6)2.1噪声监测系统任务分析 (6)2.2整体设计方案 (6)三、硬件电路具体设计 (7)3.1 传声器 (7)3.2 信号放大器 (8)3.3 A/D转换电路的设计 (7)3.4 单片机系统的设计 (8)3.5显示电路的设计 (9)四、主程序 ................................................................................. 错误!未定义书签。
五、安装与调试................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (17)结论 (17)附录1 (18)一、噪声相关资料1.1噪声简介1.噪声概念物理学定义:噪声是发生体做无规则时发出的声音。
生理学定义:凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音。
从这个意义上来说,噪声的来源很多。
街道上的汽车声、安静的图书馆里的说话声、建筑工地的机器声、以及邻居电视机过大的声音,都是噪声。
2.噪声对人的危害随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展,以及人口密度的增加,家庭设施(音响、空调、电视机等)的增多,环境噪声日益严重,它已成为污染人类社会环境的一大公害。
噪声具有局部性、暂时性和多发性的特点。
噪声不仅会影响听力,而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响,所以有人称噪声为“致人死命的慢性毒药”。
噪声给人带来生理上和心理上的危害主要有以下几方面:①干扰休息和睡眠、影响工作效率:干扰休息和睡眠;使工作效率降低。
②损伤听觉、视觉器官:强的噪声可以引起耳部的不适,如耳鸣、耳痛、听力损伤;噪声对视力的损害。
③对人体的生理影响:损害心血管;对女性生理机能的损害;噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。
3.人对不同声强的感觉无法忍受:150dB~130dB感到疼痛:130dB~110dB很吵:110dB~70dB较静:70dB~50dB安静:50dB~30dB极静:30dB~10dB无声:0dB1.2 声压级测量机理人耳的听阈一般是20m Pa (微帕),痛阈一般是200Pa(帕),其间相差107倍,这样宽广的声压范围很不易测量,而且人耳对声压的相对变化的分辨具有非线性特征。
因此,声学中常用声压级LP来反映声压的变化,将声压P的声压级表示成/lg(20(1.13)LP)PdBP其中,基准量P0为20m Pa。
当P= P0时,LP=0dB,而当P=200 Pa时,LP=140dB。
二、仪器整体方案设计2.1噪声监测系统任务分析本设计的任务是要完成基于单片机的环境噪声监测仪的设计系统,它的主要是设计以单片机为核心、采用A/D转换技术的便携式环境噪声测量仪,实现环境噪声的实时测量和LED 数字显示,给出噪声水平的大致指示。
基于本次任务,该设计方案由硬件和软件两部分组成。
噪声测量仪的硬件电路系统,包括噪声信号的转换、放大以及单片机系统的硬件电路、LED显示电路等。
软件部分主要是用单片机语言编程,实现对信号的采集、转换及显示。
在遵循软硬件相结合的原则下,先进行硬件电路的计,再进行软件编程,进行模块化设计,并对各模块进行调试,最后进行软硬件联合调试和故障的排除。
2.2整体设计方案按照系统设计功能的要求,初步确定控制系统包括硬件和软件系统两部分。
其中硬件系统结构框图如图2-1所示。
环境噪声经高灵敏度、无指向性驻极体传声器转换成电信号。
放大电路由运放OP07C构成,精心调整相关外围元件参数,可使其输出幅频特性满足测量要求的电压信号。
通过A/D转换器后,输出电压信号变为电平送给单片机的P1引脚,经软件处理后,噪声声压级显示值由P0口输出,由LCD动态显示。
噪声图2-1 噪声监测仪硬件结构框图传声器是将声波信号转换成电信号的传感器,是噪声测量系统中的一个主要环节。
根据膜片感受声压的情况不同,传声器可分为三类:压强式传声器,其膜片的一面感受声压;差压式传声器,其膜片的两面均感受声压,引起膜片振动的力取决于膜片两面压差的大小;压强和压差组合式传声器。
在噪声测量中常用的压强式传声器。
功率放大器的作用相当于扬声器的音量调节器。
音频功率放大电路的作用主要是将信号处理器发送过来的信号功率放大,使其信号的功率达到设计要求。
此方案中的A/D转换电路主要是由TLC549构成的电压/频率转换电路。
89C52单片机是本设计的核心部分。
本设计用的是1602LCD显示屏来实现显示,这个电路的实现部分比较简单。
三、硬件电路具体设计3.1 传声器传声器(Microphone)又称话筒,俗称“麦克风”。
传声器是将声波转换为相应电信号的传感器。
传声器包括声波接收器和力-电换能器两个部分。
由声音造成的空气压力使传感器的振动膜振动,进而经变换器将此机械运动转换成电参量的变化,是噪声测量系统中的一个主要环节。
根据膜片感受声压的情况不同,传声器可分为三类:声强式传声器,其膜片的一面感受声压;差压式传声器,其膜片的两面均感受声压,引起膜片振动的力取决于膜片两面差压的大小;压强和差压组合式传声器。
在噪声测量中常用的是压强式传声器。
通信设备常用到的传声器类型一般是晶体式传声器。
晶体式传声器又称压电式传声器,它是利用晶体的压电效应制成的,化工材料酒石酸钾钠和钛酸钡晶体都有较强的压电效应。
当晶体的两面受到压力时,在两面间出现正负电荷,产生某一方向的电动势:当受到相反方向的应力时,晶体两面则产生与受压力相反的电荷和电动势。
当晶体受到交变声波的作用时,便产生音频电动势。
晶体式传声器按结构的不同可分为膜片式和声电池式两种。
膜片式传声器价格低廉、输出电压高,使用方便,考虑元器件的性价比和应用功能选用的是膜片式晶体传声器。
膜片式传声器实物外形如图3-1所示。
图3-1 传声器实物外形图3.2 信号放大器经过讨论与分析后放大电路如图3-3所示3.3 A/D转换电路的设计TLC549是TI公司生产的一种低价位、高性能的8位8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换,其转换速度小于17us,最大转换速率为40000HZ,4MHZ3V至6VTLC549 引脚图及各引脚功能REF+:正基准电压输入2.5V≤REF+≤Vcc+0.1。
REF-:负基准电压输入端,-0.1V≤REF-≤2.5V。
且要求:(REF+)-(REF-)≥1V。
VCC:系统电源3V≤Vcc≤6V。
GND:接地端。
CS:芯片选择输入端,要求输入高电平VIN≥2V,输入低电平VIN≤0.8V。
DA TA OUT:转换结果数据串行输出端,与TTL 电平兼容,输出时高位在前,低位在后。
ANALOGIN0≤ANALOGIN≤Vcc,当ANALOGIN≥REF+电压时,转换结果为全“1”(0FFH),ANALOGIN≤REF-电压时,转换结果为全“0”(00H)。
I/O CLOCK:外接输入/输出时钟输入端,同于同步芯片的输入输出操作,无需与芯片内部3.4 单片机系统的设计89C51单片机为EPROM型,在实际电路中可以直接互换8051单片机或8751单片机,不但和8051单片机指令,管脚完全兼容,而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的。
STC89C52是由宏晶公司生产八位单片机。
它是一种低功耗高性能的具有8K字节可电气烧录及可擦除的程序ROM的八位CMOS单片机。
该器件是用高密度、非易丢失存储技术制造并且与国际工业标准80C51单片机指令系统和引脚完全兼容。
综上所述,从使用方便与简化电路以及其性价比等角度来考虑,89C52比较合适的。
本系统采用CPU为89C52的单片机,89C52本身带有8K的内存储器,可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上,比以往惯用的8031CPU外加EPROM为核心的单片机系统在硬件上具有更加简单、方便等优点,而且完全兼容MCS-51系列单片机的所有功能。
89C52管脚图如图3-6所示。
下面介绍89C52的主要管脚功能如下:VCC(40):电源+5V;VSS(20):接地;P0口(32-39):双向I/O口,既可作低8位地址和8位数据总线使用,也可作普通I/O口;P3口(10-17):多用途端口,既可作普通I/O口,也可按每位定义的第二功能操作;P2口(21-28):既可作高8位地址总线,也可作普通I/O口;P1口(1-8):准双向通用I/O口;RST(9):复位信号输入端;ALE/PROG:地址锁存信号输出端;PSEN:内外程序存储器选择线;XTAL1(19)和XTAL2(18):外接石英晶体振荡器。